工艺思考题

Chpter1金正阁>灭菌检测
1. 合成氨生产过程主要分为哪几个工序?
2. 天然气水蒸汽转化制气的主要反应有哪些?各反应的相态、反应热、转化率等有什么特点?如何用甲烷的转化率表示反应过程的组分组成?
3. 天然气水蒸汽转化制合成气的主要副反应有哪些?其危害是什么?抑制策略如何?
危害: 生成碳黑(堵塞反应管道、增大压降、局部区域高温、损坏催化剂、增大反应阻力、反应管爆裂。)
抑制策略:主要通过增加水蒸汽用量以调整气体组成和选择适当的温度压力来解决。
4. 水碳比指是什么?水碳比的选择考虑哪些因素?
氯化铁
以H2O 摩尔数与CO 摩尔数之比表示,称为水碳比。水碳比一般为3.0~5.0,可通过调节床层温度来调节水碳比。
5. 为什么采用两段转化?两段转化的供热方式各有什么不同?如何确定和控制二段转化的温度?
全部采用高温转化,设备费用和操作费用太高。采用低温(700~800℃)转化和高温(1200℃)转化的两段方式。
一段炉温度:主要考虑投资费用及设备寿命,一般选择680~800℃。
二段炉温度:按甲烷控制指标来确定。压力和水碳比确定后,按甲烷平衡浓度来确定温度,要求yCH4<0.005,出口温度应为1000℃左右。
6.  天然气中的硫成分有哪些?干法脱硫和湿法脱硫的主要方法有哪些?其适用范围有何区别?
天然气中的硫化物主要是硫化氢(H2S),同时此外还可能有一些有机硫化物,如硫醇(C2H5SH)、硫醚(CH3SCH3)及噻吩(C4H4S)、二硫化碳(CS2)。
干法脱硫:氧化锌法、钴钼加氢法、氢氧化铁法、活性碳法等
湿法脱硫:化学吸收法、物理吸收法和化学物理综合吸收法
适用范围:干法适用于含s 少的场合,湿法适用于含s 较多的场合。  7. 氧化锌脱硫的工作原理是什么?其工艺流程和工艺条件如何?
mol kJ H CO O H CH 4.2063)1(2
24-++=mol kJ H CO O H CO /2.41)2(222+++=124.9.742--+mol kJ C H CH =1
2.4.1722-++=mol kJ C CO CO 122.36.131-+++mol kJ C O H H CO =mol kJ g O H s ZnS g S H s ZnO /79)()()()(2
2+++=
8. 改良ADA 法脱硫的主要化学反应和脱硫原理是什么?吸收和再生的工艺流程和工艺条件如何?
9. 变换工序的反应原理和主要任务是什么?为什么要分中温变换和低温变换?
变换反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小。为了变换过程进行彻底,要求尽可能低的反应温度;但温度低,反应速度必然减缓。为此需要选择合适的催化剂和反应工艺,通常采用“中温”串连“低温”的两段变换工艺。
10. 说明中温变换和低温变换的温度、催化剂、出口CO 含量。
三里庵派出所中温变换:以Fe2O3为催化剂,温度为350~550℃;中变后CO 降至3%
低温变换:使用CuO 作催化剂,温度为200~280℃。残余CO 为0.3~0.5%。
11. 气相谱分析得变换前后合成气中CO 的体积分率分别为y1和y2,则变换率x 如何表示?
12. 苯菲尔脱碳的主要化学反应和脱碳原理是什么?再生指数(碳化度)的定义是什么?  碳化度(Carbonate Conversion ,用fc 表示) 或再生指数被定义为每摩尔K2CO3所已经吸收的CO2摩尔数,即溶液中K2CO3转化为KHCO3的转化度。
13. 苯菲尔脱碳流程中,吸收和再生的设备、温度、压力、再生指数各有什么特点?          ① 溶液组成:质量浓度CK2CO3=27~30%;CDEA =2.5~5%;缓蚀剂总钒≈0.5%;消泡剂几十个ppm 。
②  吸收压力:天然气为原料时,吸收压力2.7~2.8MPa ;以煤焦为原料时,1.8~2.0MPa ;  ③  吸收温度:半贫液温度由再生塔中部操作温度决定,一般为110~115℃;贫液温度由净化气二氧化碳含量要求决定,常为70~80℃。
④ 转化度:贫液0.15~0.25;半贫液0.35~0.45。
⑤ 再生温度及压力:再生温度取决于压力,压力略高于大气压,在此压力溶液沸点下操作。
千疮百孔的心⑥ 再生塔顶水气比:塔底水蒸汽再生,水气比大,再生彻底,但能耗增加,一般1.8~2.2。
14. 甲烷化反应是水蒸气转化的逆反应,它们的反应条件和催化剂有什么不同?
甲烷化反应:强放热反应,低温有利于反应平衡。和蒸汽转化反应类似,以Ni 作为甲烷化的催化剂。 )()()()(5252g OH H C s ZnS g SH H C s ZnO ++=)()()()()(24233g O H g H C s ZnS g SCH CH s ZnO +++=42224CH S H H CS ++=CO S H H COS ++22=mol kJ H CO O H CO /2.41222++−−→−+催化剂]
[][2][3323KHCO CO K KHCO f c +=
水蒸气转化反应:
15. 高压氨合成反应式如下:
从上述催化平衡反应判断氨合成反应器的类型特点。
16. 氨合成反应中,进口H2/N2比为r ,如何用平衡NH3组成表示反应平衡常数?并从中分析温度、压力、r 对反应平衡NH3含量的影响。
氢氮比:这一因素在化学平衡中已经讨论过,考虑动力学等其它因素时,氮含量可略提高,但基本无大变化,仍为2.9~3.0的范围。
压力:从速度方程可看出,提高压力可使正反应速度增加大于逆反应速度增加,所以一般选择较高压
力。同时必须在较高压力下才有可观的速度。但现代设计并不盲目高压力,而是综合考虑全厂经济效益,选择压力比以前有所降低。
温度:氨合成反应是可逆放热反应,反应温度取决于催化剂类型和合成塔材质结构。和变换反应类似,氨合成反应存在一最适宜温度Tm 。
17. 什么是氨分解基流量,如何表示单程氨产率?  氨分解基流量:将含氨混合气折算成不含氨的氢氮气的流量。根据N2+3H2=2NH3反应式,氨合成过程物质的摩尔数减半,则氨分解基流量(n0)和实际流量(n)之间的关系:
单程氨产率:α为反应出口氨量减进口氨量:
18. 氨合成流程中先分离氨与后分离氨为什么都可采用?简述轴向和径向冷激式合成塔的特点。
mol kJ NH N H /22.4621233
22+=+25.12)1()1(33+⋅⋅=--r r p Kp y y y NH i NH )1()21(3330N H N H N H y n y y n n +⋅=⋅+-⋅=33,11,22N H N H y n y n a -=)1)(1()(1133333333,2,1,1,20,1,10,2,20NH NH NH NH NH NH NH NH y y y y n y y n y y n a ++-=+-+=)1(30N H y n n +=33,211NH NH y
y n a +=∆
Chapter 2
1. 描述由NH3和CO2合成尿素的化学反应过程与相态。
2. 化学平衡计算的基本方法、影响因素;如果a=
3.0,b=0.6,x=0.6,表示反应液的重量百分组成。
3. 尿素合成反应过程的主要副反应及控制措施。
4. 尿素生产的氨汽提法流程中,合成塔出来的尿素溶液主要经过了那些设备,溶液的温度、压力、组成如何?
5. 处理含有尿素的稀氨水溶液的水解系统,主要设备有哪两个?其主要作用和操作条件是什么?
6. 硝酸铵的主要用途是什么?
7. 中和法生产硝酸铵的化学反应是什么?反应类型和反应条件如何?
8. 硝酸铵溶液需要经过两段蒸发(95%、98%)浓缩后造粒,是否可以考虑用反应热来减少蒸发蒸汽消耗?
9. 湿法磷酸是用磷酸为催化剂、硫酸溶液分解磷矿的过程,磷矿以Ca5F(PO4)3为主,还有Si、Fe、Al等杂质元素,试分析一下反应过程的主、副反应及其产物,并说明副反应对反应过程的影响。
10. 反应溶液中的硫酸钙有无水、半水、二水物结晶,随温度、酸浓度不同可相互转化,工业生产中先形成半水硫酸钙,再转化为二水硫酸钙。试说明温度、酸浓度对转化过程的影响规律。
11. 简述湿法磷酸二水物的工艺流程。
12. 普通过磷酸钙(普钙)的反应过程和湿法磷酸有何相似和不同之处?其工艺过程的两个阶段有何特点?自动供水控制器
13. 重过磷酸钙的反应过程和普通过磷酸钙有何相似和不同之处?
14. 钾石盐的主要成分是什么,用钾石盐生产氯化钾的方法有哪些?
15. 根据KCl-NaCl-H2O相图,说明钾石盐溶解结晶法制氯化钾的工艺过程。
16. 简述从无水镁钾矾制备硫酸钾的工艺过程。
17. 什么是复合肥?农用复合肥主要有哪些?
18. 硝酸钾属于何种元素复合肥?主要用在什么方面?
19. 生产硝酸钾的主要反应有哪些,反应条件如何?
20. 什么是复混肥?通常配置复混肥的原料有哪些?

本文发布于:2024-09-23 16:29:53,感谢您对本站的认可!

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